汽车内燃机的空气引导系统的装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及汽车内燃机的空气引导系统的装置。上述系统具有在用于使排 气膨胀的排气管线和用于压缩吸气（intake air)的吸气管线之间形成的涡轮增压器 (turbocharger)。上述装置具有：壳体；在上述内燃机和上述祸轮增压器的祸轮机侧之间， 从上述排气管线分支的具有阀的高压流动路径；沿着排气的流动方向，在上述涡轮增压器 的涡轮机侧后方分支的具有阀的低压流动路径；沿着吸入的空气质量流的流动方向，在上 述涡轮增压器的压缩器侧前方分支的流动路径和排气热交换器。
【背景技术】
[0002] 在现有技术中公知有汽车内燃机的排气再循环系统。对于上述种类的排气再循环 系统而言，在氮氧化合物此外还有碳氢化合物、微粒子或者二氧化碳的排放方面，为了遵守 排气的法定标准/排出规定，或者减少油耗，会在吸入于内燃机的外气中混合已冷却或者 未冷却的排气。在这种情况下，在从位于发动机外部的排气管线导出排气后，排气与外气混 合而向新的燃烧过程供应。
[0003] 为了控制贯穿涡轮增压器流动的排气质量流，即为了控制涡轮增压器的涡轮机 侦牝使用旁路阀（还表示为"废气门（waste gate)"），并且为了控制贯穿涡轮增压器流动 的吸入的空气质量流，即为了控制涡轮增压器的压缩器侧，作为安全阀（relief valve) 或者排放阀（drain valve)(还表示为"排泄（Blow-Off)"阀或者"压力安全（Pop-Off)" 阀），使用溢出空气再循环阀（overrun air recirculation valve)。在增加压力（boost pressure)预定的情况下，尤其是作为瓣阀（flap valve)形成的旁路阀被配置于祸轮增压 器的压缩器侧的致动器开放，为了最终防止涡轮机的旋转速度上升，排气质量流的至少一 部分经过上述涡轮增压器的涡轮机旁而被引导。在该情况下，上述旁路阀被电动致动器或 者加压容器的控制棒（control rod)控制。在发动机中由于性能要素急剧减少而使通过涡 轮增压器的空气质量流急剧减少的情况下，为了不使上述涡轮增压器受损，尤其使用形成 为座阀（seat valve)的并且被压力差或电气控制的溢出空气再循环阀。
[0004] 在现有技术中公知有由柴油发动机系统和汽油发动机系统等多种排气再循环系 统，在该情况下，在高压区域及/或低压区域分别使用排气再循环。在低压区域进行排气再 循环的情况下，所显示的不同点在于如催化剂那样在排气后处理前后抽出排气。在该情况 下，排气再循环系统可以具有排气热交换器、大致形成为座阀或提升阀（poppet valve)的 阀和具有大致作为瓣阀或者提升阀形成为电气式或者加压容器的旁路阀的旁路管线。
[0005] 图1中示出具有排气再循环组合体（arrangement) 2a'、2b'的现有技术中所公开 的内燃机3的空气引导系统Γ。上述系统Γ具备用于吸入内燃机3用燃烧空气的吸气管 线8。外气通过上述吸气管线8沿着流动方向9经过涡轮增压器5的压缩器侧而从外部被 吸入。被压缩的空气通过中间冷却器（intercooler) 10引导至内燃机3后向各个汽缸分 配。燃烧时产生的排气通过排气管线4经过涡轮增压器5的涡轮机侧而排出。涡轮增压器 5的涡轮机侧和压缩器侧例如通过杆而被机械连接，其结果上述涡轮机驱动上述压缩器，因 此空气处理量（air throughput)增加或者内燃机3的活塞的吸入动作减少。祸轮增压器5 最终由排气的剩余压力（residual pressure)获得用于压缩吸入的空气的能量。排气沿着 排气的流动方向7通过涡轮增压器5的涡轮机侧和排气后处理装置6a、6b后向外部排出。
[0006] 排气管线4和吸气管线8通过排气再循环组合体2a'、2b'以流体工学方式彼此连 接，在该情况下，在高压区域中第一排气再循环组合体2a'可以运转，而在低压区域中第二 排气再循环组合体2b'可以运转。上述第一组合体2a'将在排气质量流的流动方向7上位 于涡轮增压器5的涡轮机侧前方的排气管线4、与在吸入的空气质量流的流动方向9上位于 中间冷却器10及涡轮增压器5的压缩器侧后方的吸气管线8连接。上述第二组合体2b' 将在排气质量流的流动方向7上位于涡轮增压器5的涡轮机侧后方的排气管线4、与在吸入 的空气质量流的流动方向9上位于上述涡轮增压器5的压缩器侧前方的吸气管线8连接。 上述组合体2a'、2b'分别由用于冷却排气的排气热交换器11a'、lib'、和用于调节排气量 及对被再循环的排气质量流进行计量（dosing)的阀14a'、14b'形成。
[0007] 低压区域的排气再循环组合体中的一个组合体2b'可以进行净化的干净的排气再 循环，这是因为排气沿流动方向7通过排气后处理装置6a后被导出。
[0008] 在现有技术中公知的汽车内燃机3的排气再循环系统中，不仅在高压区域中的排 气再循环过程，在低压区域中的排气再循环过程中也使用具备排气热交换器11a'、llb'、具 有致动器的阀14a'、14b'和具有致动器的旁路阀13a'、13b'的旁路12a'、12b'。另外，现有 的排气再循环系统的涡轮增压器5分别具备具有致动器的"废气门"阀和溢出空气再循环 阀。
[0009] 因此六个不同的使用选项一分别具有旁路的高压区域中的排气再循环、低压区域 中的排气再循环和以具有"废气门"阀和溢出空气再循环阀的涡轮增压器设计的公知的排 气再循环系统具有至少十个不同的组件，即分别具有包括排气热交换器及旁路阀的系统。 上述组件的分离的形成方式导致了构成构件数、设置空间、重量和制造及组装费用增加。在 该情况下，十个部件中六个组件为阀，并且这些阀选择性地以电气方式被驱动控制。
【发明内容】
[0010] 要解决的课题
[0011] 本发明的课题在于，提供内燃机的空气引导系统用的排气再循环装置。如现有技 术中所公知，上述装置应该具有由在至少相同数的使用选项中具有最小的设置空间和重量 小的最少组件数构成的简单的小型结构。另外，应将装置的制造、整备及组装所用的费用最 小化。
[0012] 课题的解决手段
[0013] 上述课题由具有独立权利要求的特征的对象解决。改善例被记载于从属权利要 求。
[0014] 上述课题由汽车内燃机的空气引导系统的本发明所涉及的装置解决。上述系统具 有形成在用于使排气膨胀的排气管线和用于压缩吸气的吸气管线之间的涡轮增压器。上述 装置具备：壳体；高压流动路径，其在上述内燃机和上述涡轮增压器的涡轮机侧之间从上 述排气管线分支出，且具有阀；低压流动路径，在排气的流动方向上在上述涡轮增压器的涡 轮机侧后方分支出，且具有阀；流动路径，其在被吸入的空气质量流的流动方向上在上述涡 轮增压器的压缩器侧前方分支出；以及排气热交换器。
[0015] 根据本发明的宗旨，形成有分别具有一个阀的第一流动路径和第二流动路径，上 述第一流动路径和第二流动路径的阀与在被吸入的空气质量流的流动方向上在涡轮增压 器的压缩器侧前方分支出的流动路径一同连接于入口区域。在该情况下，高压流动路径、低 压流动路径及与入口区域连接的流动路径中的至少各一个部分（section)和上述排气热 交换器被统合在壳体的内部。另外，上述壳体形成为彼此连接的小型单元。
[0016] 根据本发明的一优选实施例，高压流动路径的阀及/或低压流动路径的阀及/或 与入口区域连接的第一及第二流动路径的阀15、16,被统合在壳体的内部。
[0017] 根据本发明的一改善例，壳体作为一体型组件形成。因此，上述一体型壳体也由单 件（onepiece)构成。作为替代方式，上述壳体也可由多个部分形成，在组装装置时，由彼此 连接的小型单元连接。
[0018] 根据本发明的另一第一替代实施例，排气热交换器以连接流动路径的方式配置于 上述第一流动路径和第二流动路径之间。在该情况下，上述第一流动路径以从高压流动路 径的阀开始的方式延伸至流动路径的入口区域，上述第二流动路径以从低压流动路径的阀 开始的方式延伸至流动路径的入口区域。根据本发明的第二替代实施例，排气热交换器配 置于第二流动路径的内部。在该情况下，高压流动路径和低压流动路径彼此连接，而且第一 流动路径和第二流动路径从上述高压流动路径和低压流动路径的入口开始延伸至流动路 径的入口区域。
[0019] 在本发明的优选的又一实施例中，形成有第三流动路径，上述第三流动路径在被 吸入的空气的质量流的流动方向上在涡轮增压器的压缩器侧后方从入口区域分支出，此 时，在上述入口区域中，还连接有在被吸入的空气的质量流的流动方向上在涡轮增压器的 压缩器侧前方分支出的流动路径。在被吸入的空气的质量流的流动方向上，在上述涡轮增 压器的压缩器侧前方分支出的流动路径，在下文中用第四流动路径表示。
[0020] 与此同时，第三流动路径及第四流动路径分别具有一个阀，在该情况下，分别具有 阀的上述第三流动路径和第四流动路径被统合在壳体的内部。
[0021] 第一、第二、第三及第四流动路径的阀，优选分别形成为瓣阀，并配置于上述流动 路径的入口区域内，尤其是上述入口区域的边缘。
[0022] 根据本发明的优选的又一实施例，第一流动路径的阀和第二流动路径的阀，以被 一个共同致动器同时且共同地驱动控制的方式形成。在该情况下，上述第一及第二流动路 径的阀，优选分别形成为三通阀，尤其是瓣阀，并配置在上述流动路径的入口区域内部，尤 其是上述入口区域的边缘。
[0023] 根据本发明的优选的又一实施例，高压流动路径的阀和低压流动路径的阀以被一 个共同致动器同时且共同地驱动控制的方式形成。在该情况下，上述高压流动路径的阀和 低压流动路径的阀，优选分别形成为以直线移动的提升阀。
[0024] 根据本发明的优选改善例，第三流动路径的阀和第四流动路径的阀以被一个共同 致动器同时且共同地驱动控制的方式形成